應用型高校生物工程類專業內涵分析

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【摘要】生物工程產業的新發展對我國生物工程人才培養提出新的要求，本文以“生物制藥工藝學”課程為例，對應用型本科院校生物工程類人才培養目標、素質結構與專業內涵建設方面進行分析，為應用型本科院校生物工程類專業建設提供思路。

【關鍵詞】教學改革；內涵建設；生物工程

生物工程產業其創新性和發展趨勢日新月異，產業的新發展相應對人才培養提出了新的要求，通過探索不同育人模式和創新機制，提高教學質量，走內涵式發展之路是應用型本科高校生物工程類專業建設重要環節，是高校專業發展由規模化發展轉向質量提升的必由之路[1]。“生物制藥工藝學”（Biopharmac-euticaltechnology）是生物工程專業的核心課程之一，其學科基礎是生物化學、微生物學、發酵工程、基因工程等多門基礎學科，為藥物生產提供原理和方法，內容包括以生物性成為為原料，采用現代生物技術，包括微生物發酵、酶工程、細胞培養和分子生物學技術等提供產品和技術。“生物制藥工藝學”課程綜合性強，集合了生物工程專業理論知識和實踐技能知識體系，該課程的建設對應用型本科院校生物工程類人才培養目標、素質結構及專業內涵建設具有重要意義。

1課程目標與人才素質結構培養

生物工程類專業包括生物工程、生物制藥和合成生物學專業，生物技術革命極大推動了系統生物學、合成生物學等新興學科發展，也推動生物檢測試劑、抗體疫苗等產品的生產需求。如何挖掘新的專業特色、培養兼具工程素養、創新能力和具備國際化視野的生物工程類專業人才是專業內涵建設的目標，對生物工程技術人才培養提出了新的要求：滿足新型生物工程技術人才在相關領域從事產品生產、生產管理、工藝設計和新產品開發，實現“知識+能力+素養”綜合化、全方位的復合型人才培養目標。“生物制藥工藝學”是生物工程專業的一門生物工程專業核心課程，其主要內容包括生物藥物生產工藝原理及其控制，課程理論與實踐緊密結合，要求學生在學過生物化學、發酵工程、細胞工程、基因工程、分離與純化工程等課程的基礎上，通過本課程的學習，了解和掌握各類生物藥物的理化性質、分子結構等特征，并按照不同工藝的特點，確定天然原料、工程菌、細胞系、動力學等過程工藝與生產方法，并如何應用這些基本理論去分析和解決生產過程中的具體問題[2]。通過掌握生物工程科學原理和工藝技術過程等基礎理論和技能，培養能在生物工程領域從事生產技術提升、產品開發推廣的應用型工程技術人才。“生物制藥工藝學”課程目標要求掌握生物藥物制備的技術原理、生產工藝和純化技術方法等方面的專業知識；運用生物工程的基本理論，分析和解決生物工程制藥的能力；運用生物工程知識進行制藥工藝的改進、技術創新以及新藥的研發，在此過程中培養學生自學能力和科研能力；在課程學習過程中培養科學思維能力，掌握生物制藥工藝學的基本理論、基本實驗技能，具備良好的專業素質和求實創新的精神。課程要求學生能夠開展專業實驗，包括制定方案、處理樣品、開展實驗、分析數據、撰寫報告、得到合理有效的結論等。

2“生物制藥工藝學”教學方法革新

課程是專業人才培養的核心單元和核心要素，課程體系對學生提高本科生的創新素質發揮重要作用。新工科專業人才是專業內涵建設，是通過課程挖掘新的專業特色、培養工程素質和創新能力的[3]。課程改革能激發學生學習的主動性和針對性，使學生具備扎實的專業理論知識、工業生產實際應用能力，能夠使學生具備良好的工程實踐基礎、組織管理水平和團隊合作能力，在生物工程相關領域從事生物工程相關產品過程管理、工藝設計、產品研發的應用型工程技術專業人才，實現專業知識和能力素養綜合化、全方位的復合型人才培養目標。生物工程專業核心知識領域包括生物化學、細胞生物學、分子生物學等內容，涵蓋生物體的結構、功能及特征、生物與環境、生物化工、生物工程的原理與應用等知識領域，也是涵蓋“生物制藥工藝學”課程體系的內容。優化課程體系，合理安排課程之間知識點的邏輯關系，調整部分課程理論和實踐課程的比例，培養復合型應用技術型人才是生物工程專業人才培養方案的重要內容。構建優秀課程教學團隊，開展課程建設，將課程作業、課程測驗、實驗實習報告、課程論文等成績納入課程總評成績中，便于綜合考察學生學習效果。“生物制藥工藝學”學習要求藥品研發與生產與制藥工藝相結合，前沿科技成果與制藥工藝相結合，在實習基地觀摩和操作實踐中，加深體會，激發學生對理論知識學習和未知知識領域探究的熱情。鼓勵教師離崗訪學、或到企業“雙師型”培訓，推進產教融合、注重實踐教學和校企合作，加強學術交流。在每個知識模塊的學習過程中，掌握具體產品的基本原理和生產技術，通過問題導向式學習、比較式學習、研究式學習和拓展式學習等方法，引入各種慕課和網絡教學資源，豐富教學素材多元化。通過引入虛擬仿真教學手段，推進教學方式與信息技術深度融合，加強學生踐操作能力培養。開展線上線下、主動與被動的協同教學，實現教育教學過程的有機互補。如在基因工程制藥工藝一章中，重組生物制品的工藝研發要求的核心內容、其相關法規和技術的指導原則之間的關系，如何把基因工程技術應用于抗生素、氨基酸和維生素等制藥中。通過問題激發知識的學習，知識的學習反過來被用于問題的解決，使知識更加豐富，容易記憶，也便于遷移。在新理念的指導下，改革教學方法與學習方法，創新課堂教學方式方法，采用討論式、翻轉課堂等課堂教學方法，激發學生研究性學習興趣。注重課內與課外、線上與線下、提高實踐教學與學習效率。

3課程建設與研究性學習

專業內涵建設是應用型本科教學中復雜的系統工程，而學科建設和專業建設是高校內涵式發展的首要內容,課程又是專業人才培養的核心單元和核心要素，真正對學生發揮作用的是課程體系[3]。生物工程專業知識單元的選擇既要涵蓋共性教學規范，同時根據教學資源的差異，體現專業的特色與優勢。優化課程體系及個課程之間的邏輯關系，將部分課程由理論課程為主調整為以實踐課為主，開展課程建設，構建優秀課程教學團隊，將課程作業、課程實驗報告、課程測驗、課程論文等成績納入課程總評成績中。專業核心課程凝練涉及學生在本專業領域習得的基本專業理論知識與方法論，這部分課程知識內容需要系統的、層次性地逐步展開，課程的開發與設計需要結合當前學科專業領域的新技術、新方法、新工藝、新成果。專業核心課程強調工程人才的設計、研發、創新能力、解決復雜工程問題的能力與多學科學術共同體之間對話交流與合作的能力等。挖掘和充實生物技術領域新的研究成果、前沿學術發展經驗及時融入課堂教學，注重培養學生的研究性學習方法和創造性思維模式，激發創新靈感，構建新型的教學模式和育人模式。深度融合生物學與工程學，結合學校、區域等特色，提高生物工程學科人才培養質量，加強服務社會功能。“生物制藥工藝學”課程涵蓋分子生物學、細胞生物學、生物化學等內容，包括生物工程設備、生產工藝、質量控制、工廠自動化設計等工程內容，其專業內容主要領域分為基因工程、細胞工程、發酵工程、生化工程和生物反應器工程，其中基因工程是現代生物工程的核心。在“生物制藥工藝學”教學過程中，基于問題的教學模式（Problem-basedlearning，PBL）提升問題解決能力效果顯著。推行基于問題的探究式學習方法，檢索相關知識點研究進展，幫助學生開展研究性學習。通過學生理論知識掌握與實踐技能的訓練，培養學生的興趣愛好，推進教學方式與信息技術深度融合，充分利用虛擬仿真教學等網絡課程資源，開展線上線下、主動與被動的協同教學，實現教育教學過程線上線下的有機互補[4]。同時，本科生導師制強調因材施教個性化教育培養模式，通過導師的啟發和引導，培養學生發現問題、解決問題的能力，也是素質教育改革的新思路，對人才創新素質提升以及本科教育改革有著積極的意義。

4課程建設與工程教育專業認證

“雙萬計劃”一流專業、一流課程建設戰略和專業認證在人才培養質量和提升專業競爭力發揮重要作用。本科教學質量保證與質量改進的重要措施是國際工程教育專業認證，主要強調以學生為中心、以產出為導向的效果和持續改進的理念。合格的專業認證有利于學校規范面向工程教育的各個環節，提升學校的人才培養聲譽，培養全面合格的工程技術人才。地方應用型高校主要從師資隊伍水平、人才培養能力、科研成果轉化、社會服務水平和文化傳承效果等方面，發揮用人單位反饋、第三方評價等在人才培養、人才需求、專業標準和專業認證等方面的作用[5]。通過生物工藝學課程學習和生產實踐，分析學生掌握工程知識、問題分析能力、工程設計解決方案、研究性學習能力水平，把生物工程產業需求和前沿技術更新到教學內容中。以行業需求為導向，通過企事業單位評價和反饋推動教學質量提升，了解用人單位對生物工程企業對學生知識結構、能力結構、課程體系及其他方面的反饋評價，從而優化培養方案、論證課程體系、強調教學過程、落實質量監控以及持續改進機制。夯實教學內容生物工程類專業認證重點考核條件是否為達到學生預期目標而設置。根據生物工程專業認證標準、學科建設和行業發展的最新狀況，對本專業的培養目標、課程體系、培養方案進行適時評價與修訂。

5結語

應用型高校生物工程類專業內涵建設與產業的新發展密切相關，專業內涵建設以培養未來生物科學產業發展人才為己任。課程體系、教學過程及學科建設方面必須適應新時代的發展需求，探索生物工程類學科專業領域的新技術、新工藝、新方法、新成果，培養具有良好的理論知識體系，富有開拓精神、創新意識和實踐能力的工程技術人才，更好地為生物制藥行業輸送合格的應用技術型人才。

參考文獻

[1]周旦,趙紅專.地方本科高校特色專業建設內涵式發展的理論與實踐[J].教育現代化,2019,6(59):126-128.

[2]余瓊,王秋新.工科課程思政實踐路徑探索——以“生物制藥工藝學”課程為例[J].黑龍江教育(理論與實踐),2021,1359(7):25-26.

[3]過建春,李志宏.地方新建本科院校特色發展之路探索[J].中國高等教育,2017(12):34-36.

[4]陳文琪,張薇.“新工科”建設背景下工科專業內涵建設研究[J].科教導刊,2018,35(12):5-6.

[5]林建胡,陳志勇,李文芳.新時代地方應用型高校一流專業建設新思[J].莆田學院學報,2019,26(3):99-103.

作者：謝朝暉 魯鐵 單位：河南城建學院生命科學與工程學院